生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)主要采用農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)廢棄物作為發(fā)電燃料，具有廣闊的發(fā)展前景，生物質(zhì)發(fā)電廠目前面臨最大的難題是燃料資源的收集、儲(chǔ)存、運(yùn)輸，已成為影響生物質(zhì)發(fā)電廠存在和發(fā)展的根本問題。本文將結(jié)合湛江生物質(zhì)直燃發(fā)電項(xiàng)目的開展，對(duì)生物質(zhì)電廠燃料收集、儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)汝P(guān)鍵問題進(jìn)行分析。
作為國(guó)內(nèi)最大的生物質(zhì)發(fā)電工程，建設(shè)規(guī)模為2×50 MW的
生物質(zhì)顆粒燃料直燃機(jī)組，以桉樹的枝葉、樹皮、樹頭、樹桿、加工后的邊角料、甘蔗葉、甘蔗渣、玉米桿及稻草等為燃料，電廠每年消耗各類秸稈燃料約60×104t，如此大的燃料耗量，對(duì)燃料的收集、儲(chǔ)存及運(yùn)輸都是極大的考驗(yàn)。該工程2010年3月開工建設(shè)，第1臺(tái)機(jī)組于2011年7月投產(chǎn)，第2臺(tái)機(jī)組于2011年11月投產(chǎn)，由于本項(xiàng)目燃料種類多，燃料特性差異大，因此，在進(jìn)行充分的生物質(zhì)顆粒燃料資源調(diào)查的基礎(chǔ)上，針對(duì)不同的燃料特性制定不同燃料的收儲(chǔ)運(yùn)機(jī)制是完全必要的，富通新能源專業(yè)銷售
生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒
木屑顆粒機(jī)、
秸稈顆粒機(jī)、
秸稈壓塊機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
1、燃料的收集
該生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目一期工程是目前國(guó)內(nèi)單機(jī)容量最大的生物質(zhì)發(fā)電工程。工程采用廠址周邊60 km半徑區(qū)域內(nèi)的農(nóng)林生產(chǎn)和木材加工廢棄物，由于本工程采用的燃料種類多，燃料的特性差異比較大，不同的燃料特性決定了燃料的收集方式，在燃料的收儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)中，燃料收集方式的選擇將直接決定燃料的儲(chǔ)存模式和燃料的運(yùn)輸方案，因此，燃料的收集模式是整個(gè)燃料物流系統(tǒng)中最重要的環(huán)節(jié)。
1.1桉樹砍伐廢棄物和木材加工廢棄物的收集
桉樹砍伐廢棄物和木材加工廢棄物均屬木質(zhì)生物質(zhì)顆粒燃料，其供應(yīng)不存在季節(jié)性，可以長(zhǎng)年持續(xù)收購。其中樹皮和木材加工廢料集中堆放在加工企業(yè)的廢料場(chǎng)內(nèi)，可通過與相關(guān)加工企業(yè)簽訂燃料收購協(xié)議實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)年收購。對(duì)于桉樹砍伐后丟棄于林地的樹枝葉和樹根，電廠可以委托木材加工企業(yè)在收購木材時(shí)代為收購，利用砍伐桉樹的人力和設(shè)備同步收集和運(yùn)輸，將枝葉和樹根等集中到木材加工企業(yè)的廢料場(chǎng)。在生物質(zhì)顆粒燃料的收集方式上，本項(xiàng)目采取燃料收購經(jīng)濟(jì)人代購的方式，本項(xiàng)目的建設(shè)方通過與部分木材加工企業(yè)簽訂相關(guān)燃料的收購合同，以滿足本工程燃料的需求。從實(shí)際收集效果來看，此類燃料的收集模式是合適的。
1.2甘蔗葉等軟質(zhì)秸稈的收集
該市甘蔗種植面積超過1333.2×106m2，甘蔗葉秸稈的收購周期與甘蔗榨季同步，其收購可以借用湛江市已較為成熟的甘蔗收購系統(tǒng)來完成，水稻、玉米秸稈的收購周期與其收購季節(jié)同步。以上軟秸稈除當(dāng)?shù)卦旒垙S收購?fù)猓溆啻蟛糠址胖迷谔镩g地頭。由于以上各類軟秸稈資源種植區(qū)域分布廣泛，其所有權(quán)分屬千家萬戶，由電廠直接向各農(nóng)戶采購需要投入大量的人力、物力，且效率很難得到保證，為此建議利用其成熟的甘蔗收購系統(tǒng)和素質(zhì)較高的收購管理人員，他們可以利用掌握的信息和與蔗農(nóng)的人脈關(guān)系，提前有計(jì)劃、有組織地安排蔗葉收購。這種收購方式，對(duì)糖廠而言，實(shí)質(zhì)上是延長(zhǎng)了糖廠的產(chǎn)業(yè)鏈；對(duì)電廠而言，利用了現(xiàn)有企業(yè)的力量為自己提供穩(wěn)定可靠的收購服務(wù)，不但可以降低收購成本，還可以有計(jì)劃地組織燃料的收購。此類燃料的收購，由于項(xiàng)目投產(chǎn)期間，甘蔗葉等軟質(zhì)秸稈的收購還沒有開始，實(shí)際收集效果有待進(jìn)一步驗(yàn)證。
1.3其他生物質(zhì)顆粒燃料的收集
其他生物質(zhì)顆粒燃料主要包括蔗渣、稻殼等，這類燃料的特點(diǎn)是堆積密度較大，一般約200 kg/m3，流動(dòng)性非常好，物料顆粒比較均勻，無須二次處理即可直接使用，運(yùn)輸、儲(chǔ)存均比較方便。這類燃料的收集一般比較簡(jiǎn)單，電廠可通過與相關(guān)企業(yè)簽訂燃料收購協(xié)議，直接收購即可。
2、燃料的儲(chǔ)存
根據(jù)國(guó)內(nèi)外已投運(yùn)生物質(zhì)發(fā)電廠的情況，生物質(zhì)發(fā)電廠的燃料儲(chǔ)存一般有以下2種模式：①設(shè)有廠內(nèi)和廣外燃料存儲(chǔ)點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)是加大燃料可收集半徑，燃料供應(yīng)可靠性較高，對(duì)不同特性的燃料適應(yīng)性較強(qiáng)，燃料收集方便；其缺點(diǎn)是燃料組織的物流環(huán)節(jié)比較復(fù)雜，由于燃料需要中間轉(zhuǎn)運(yùn)，投資和運(yùn)行費(fèi)用較高，適用于燃料收集半徑較大，廠內(nèi)燃料場(chǎng)地較小的電廠，目前國(guó)內(nèi)投產(chǎn)的生物質(zhì)發(fā)電廠基本采用這種模式；②只在廠內(nèi)設(shè)燃料儲(chǔ)存點(diǎn)，燃料收集后直接運(yùn)輸進(jìn)廠存儲(chǔ)，其優(yōu)點(diǎn)是燃料組織的物流環(huán)節(jié)簡(jiǎn)單，料場(chǎng)投資和運(yùn)行費(fèi)用較低；缺點(diǎn)是由于受場(chǎng)地的限制，燃料的儲(chǔ)存量較小，燃料供應(yīng)的可靠性較低，適合于季節(jié)性不強(qiáng)、供應(yīng)量相對(duì)穩(wěn)定且能夠常年持續(xù)收購的燃料。根據(jù)本工程情況，由于裝機(jī)容量大，擬使用的燃料種類較多、耗量大，為保證電廠的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，推薦采用模式①，即采用廠內(nèi)儲(chǔ)存與廠外儲(chǔ)存相結(jié)合的方式進(jìn)行燃料的儲(chǔ)存。
2.1廠內(nèi)儲(chǔ)存
廠內(nèi)儲(chǔ)存分露天儲(chǔ)存和燃料棚儲(chǔ)存兩種方式。
1)露天料場(chǎng)主要作廠內(nèi)中轉(zhuǎn)料場(chǎng)，儲(chǔ)存諸如樹頭、樹枝、樹皮等不宜變質(zhì)的硬質(zhì)燃料，若作儲(chǔ)備料場(chǎng)時(shí)，在雨水較多的季節(jié)，應(yīng)堆成斜頂形并采用帆布等遮蓋，防止雨水大量滲入料堆，影響燃料的品質(zhì)。軟質(zhì)秸稈一般季節(jié)性較強(qiáng)，供應(yīng)量大的季節(jié)一般處于秋冬季節(jié)，雨水量較少，此時(shí)露天料場(chǎng)也可用于儲(chǔ)存軟質(zhì)秸稈。考慮到南方地區(qū)天氣的原因，露天堆放的燃料建議根據(jù)“先來先燒”的原則，對(duì)露天堆放的燃料定期翻燒。該工程的露天料場(chǎng)總儲(chǔ)量為1.37×104t，可供2臺(tái)爐燃用6.4d。
2)廠內(nèi)一般設(shè)置燃料棚。廠內(nèi)燃料棚可采用半封閉結(jié)構(gòu)，存放經(jīng)過破碎處理的成品燃料。燃料棚作為儲(chǔ)備料場(chǎng)使用，主要堆放廠外收購來的不易腐爛變質(zhì)的成品燃料，燃料棚總長(zhǎng)78m，總寬99m，總儲(chǔ)量為0.92×104t，可供2臺(tái)爐燃用4.3d。
2.2廠外儲(chǔ)存
由于生物質(zhì)發(fā)電在國(guó)內(nèi)還是一種新興的產(chǎn)業(yè)，沒有更多的可借鑒經(jīng)驗(yàn)，尤其是燃料收集工作，是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，根據(jù)國(guó)內(nèi)外此類生物質(zhì)發(fā)電工程的實(shí)際情況，結(jié)合該生物質(zhì)發(fā)電廠燃料資源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本著收購、運(yùn)輸方便的原則，本工程的廠外儲(chǔ)存點(diǎn)采用若干固定收購站和臨時(shí)收購點(diǎn)模式。根據(jù)燃料分布情況，以及可供場(chǎng)地情況，擬在資源較豐富的鄉(xiāng)鎮(zhèn)設(shè)立2個(gè)固定儲(chǔ)存點(diǎn)（城月料場(chǎng)和黃略料場(chǎng)）和10個(gè)臨時(shí)收購點(diǎn)。為了減少作業(yè)環(huán)節(jié)，降低運(yùn)行成本，建議廠外料場(chǎng)作儲(chǔ)備性料場(chǎng)，在燃料供應(yīng)充足期，收購高質(zhì)量的燃料儲(chǔ)備，在農(nóng)忙季節(jié)勞動(dòng)力短缺等原因造成燃料供應(yīng)量減少時(shí)，通過調(diào)用廠外料場(chǎng)的儲(chǔ)備燃料滿足電廠運(yùn)行的需要；同時(shí)，為緩解燃料價(jià)格上漲壓力．將場(chǎng)內(nèi)料場(chǎng)作為臨時(shí)料場(chǎng)，控制來料上料系統(tǒng)，盡量減少堆垛、拆垛等環(huán)節(jié)，進(jìn)一步降低運(yùn)行成本，提高效益。
3、燃料的運(yùn)輸
本工程廠址交通網(wǎng)絡(luò)發(fā)達(dá)，燃料運(yùn)輸采用汽車非常方便。根據(jù)中國(guó)的國(guó)情，農(nóng)林業(yè)均為分散單戶種植，未形成規(guī)模化生產(chǎn)，機(jī)械化水平較低，其燃料收儲(chǔ)無法利用國(guó)外成熟的大型機(jī)械進(jìn)行收儲(chǔ)。根據(jù)燃料特性和儲(chǔ)存方式的不同確定不同的運(yùn)輸方式，應(yīng)充分利用電廠的燃料庫和常年燃料收購站，大量培養(yǎng)燃料收購經(jīng)紀(jì)人，采用分散收集、集中存儲(chǔ)的運(yùn)行模式。收購站按電廠需求，平衡其燃料收儲(chǔ)量，將符合電廠燃用要求的燃料直接送往電廠或送往收購點(diǎn)儲(chǔ)存，不符合電廠燃用要求的燃料必須先送收購站經(jīng)破碎或者打捆后再送往電廠或在收購站儲(chǔ)存。收儲(chǔ)流程見圖1。根據(jù)圖1的收、儲(chǔ)、運(yùn)模式以及燃料的特性，確定以下運(yùn)輸技術(shù)路線。
3.1硬質(zhì)秸稈燃料運(yùn)輸
為保障燃料近距離收購，降低運(yùn)輸成本，可在燃料較集中的區(qū)域設(shè)固定收購站，收購經(jīng)紀(jì)人負(fù)責(zé)燃料收購，并負(fù)責(zé)將燃料運(yùn)送到收購站堆垛儲(chǔ)備或直接運(yùn)送進(jìn)廠。林木類硬質(zhì)燃料的運(yùn)輸體系大概可分3級(jí)：第一級(jí)為從林木砍伐現(xiàn)場(chǎng)到木材加工廠；第二級(jí)為從木材加工廠到電廠收購站，或從木材加工廠到電廠；第三級(jí)為從電廠收購站到電廠。對(duì)于破碎后的硬質(zhì)燃料，為了防止運(yùn)輸過程中撒料引起環(huán)境問題，應(yīng)給運(yùn)輸車輛加苫蓋等，防止物料撒落影響環(huán)境。
通過對(duì)燃料從收集，加工，到運(yùn)輸?shù)倪^程分析，針對(duì)燃料供應(yīng)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)采取不同的運(yùn)輸方式和運(yùn)輸工具，其主導(dǎo)思想是充分利用現(xiàn)有的農(nóng)林業(yè)機(jī)械和運(yùn)輸設(shè)備，進(jìn)行資源整合和設(shè)備優(yōu)化改造，來完成燃料在不同階段的運(yùn)輸工作，滿足電廠對(duì)生物質(zhì)顆粒燃料的需求。
1)在第一級(jí)運(yùn)輸體系中，樹枝和樹根主要依靠現(xiàn)有的原木運(yùn)輸用中型掛車，每車載重量3~5t。
2)第二級(jí)運(yùn)輸體系主要依靠中型掛車或大型掛車進(jìn)行運(yùn)輸。中型掛車載重量3～5 t，大型掛車載重量10 t。
3)第三級(jí)運(yùn)輸體系需按照電廠運(yùn)行要求，滿足標(biāo)準(zhǔn)化燃料連續(xù)、穩(wěn)定大輸送量上料的工業(yè)化生產(chǎn)需要。主要運(yùn)作方式是交由社會(huì)專業(yè)物流公司或有經(jīng)濟(jì)能力和道路運(yùn)輸經(jīng)營(yíng)管理能力的法人承運(yùn)。由于現(xiàn)在運(yùn)輸體系發(fā)達(dá)，根據(jù)該項(xiàng)目的實(shí)際情況，一般不建議項(xiàng)目建設(shè)單位再購置運(yùn)輸設(shè)備，而是采用完全承包模式，利用社會(huì)運(yùn)輸力量解決運(yùn)輸問題。
3.2甘蔗葉、稻草、玉米桿等軟質(zhì)燃料運(yùn)輸
鑒于甘蔗葉、水稻、玉米桿可循環(huán)產(chǎn)出，生產(chǎn)戶分散，加以收集分散且時(shí)間短暫的特點(diǎn)，近期無法引進(jìn)國(guó)外大馬力拖拉機(jī)作牽引動(dòng)力的撿拾打捆設(shè)備，因此推薦利用國(guó)內(nèi)小型撿拾打捆設(shè)備將軟質(zhì)燃料撿拾打成密度較小的小方捆，通過現(xiàn)有農(nóng)具裝卸，用三輪汽車、普及型小四輪拖拉機(jī)或掛車運(yùn)輸?shù)绞召徴荆么虬鼨C(jī)將軟質(zhì)燃料打包成所需密度和尺寸，再通過專用汽車將燃料從收購站運(yùn)進(jìn)電廠。
3.3 電廠收購站內(nèi)的燃料轉(zhuǎn)運(yùn)方案
燃料在各電廠收購站內(nèi)的裝卸、轉(zhuǎn)運(yùn)、加工處理及儲(chǔ)存需要配置一定數(shù)量的裝載機(jī)、堆垛機(jī)、破碎機(jī)及秸稈抓草機(jī)等工具。以下方案可供各收購站按實(shí)際條件及需要選用：
1)從木材加工廠運(yùn)送到電廠固定收購站的成品燃料或原始燃料的卸車、破碎機(jī)的喂料，可選用價(jià)格適中、結(jié)實(shí)耐用、機(jī)動(dòng)靈活、能耗低的小型抓料車。
2)電廠收購站內(nèi)的燃料卸車、堆垛、破碎機(jī)的喂料及場(chǎng)內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)、裝車等工作，可選用價(jià)格適中、結(jié)實(shí)耐用、機(jī)動(dòng)靈活、效率高的中型抓料機(jī)或轉(zhuǎn)載機(jī)。
3)電廠收購站內(nèi)經(jīng)切碎加工后的成品燃料的歸堆、堆垛、轉(zhuǎn)運(yùn)、裝車及電廠內(nèi)給料，可選用價(jià)格適中、結(jié)實(shí)耐用、機(jī)動(dòng)靈活、效率高的堆跺機(jī)和裝載機(jī)。
4)軟質(zhì)燃料在收購站的轉(zhuǎn)運(yùn)一般可用伸縮式叉車和抓草機(jī)裝卸、堆垛。
3.4廠內(nèi)燃料運(yùn)輸組織
生物質(zhì)電廠燃料密度小，導(dǎo)致燃料需求量大（體積），燃料運(yùn)輸車進(jìn)、出廠車次頻繁，如何解決好車輛進(jìn)、出廠問題是燃料運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵，也是電廠運(yùn)行人員關(guān)注的焦點(diǎn)問題。建議在進(jìn)、出廠區(qū)的大門上設(shè)計(jì)人、車分流與進(jìn)、出分流通道。因此，在總平規(guī)劃上考慮3處廠區(qū)進(jìn)出大門：一處為人員進(jìn)出大門，燃料運(yùn)輸車輛嚴(yán)禁從此門進(jìn)出廠區(qū)；另兩處為貨車進(jìn)出大門，主要供燃料運(yùn)輸車輛進(jìn)出，一處為進(jìn)，一處為出，車輛進(jìn)出廠區(qū)分別設(shè)置，使車輛進(jìn)出廠門時(shí)不需避讓行駛，極大限度地提高了車輛進(jìn)出廠區(qū)的效率。
4、結(jié)語
該生物質(zhì)發(fā)電廠由于機(jī)組容量大，燃料收集量大，導(dǎo)致收儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)相應(yīng)復(fù)雜，從目前機(jī)組運(yùn)行情況來看，配套設(shè)置的收儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)基本滿足機(jī)組運(yùn)行要求。生物質(zhì)發(fā)電廠的風(fēng)險(xiǎn)在于是否能培育出成熟的燃料收儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)，特別是大型生物質(zhì)電廠的燃料收儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)。為了保證電廠能夠以合理的價(jià)格實(shí)現(xiàn)燃料的長(zhǎng)期保質(zhì)、保量穩(wěn)定供應(yīng)，對(duì)此必須高度重視，做好資源調(diào)查和評(píng)估，對(duì)生物質(zhì)顆粒燃料的收集、處理、儲(chǔ)存、運(yùn)輸做詳細(xì)的調(diào)研，才能根據(jù)實(shí)際情況制定適合電廠的收儲(chǔ)運(yùn)方案，滿足運(yùn)行要求。
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